Vědci z Fraunhofer ISE postavili bifaciální heterojunkční solární článek s účinností přeměny energie 21,7 % prostřednictvím rotačního sítotisku. Použili stroj, který je schopný dosáhnout doby cyklu pouhých 0,6 sekundy na solární článek a umožňuje výrazné snížení spotřeby stříbra.
Skupina výzkumníků z Fraunhoferova institutu pro solární energetické systémy (ISE) v Německu vyvinula novou techniku pokovování pro bifaciální křemíkové heterojunkční (SHJ) solární články. Tvrdí se o nich, že mohou výrazně pomoci snížit množství stříbra potřebného pro jejich výrobu. A to při zachování vysoké úrovně účinnosti přeměny energie.
Vědci použili rotační sítotisk (RSP) pro pokovení přední a zadní strany bifaciálních solárních článků SHJ prostřednictvím demonstračního stroje „Rock-Star“. Stroj vyvinul samotný Fraunhofer ISE ve spolupráci s německou automatizační společností ASYS Automatisierungssysteme GmbH.
Stroj „Rock-Star“
Tento stroj je schopný dosáhnout doby cyklu pouhých 0,6 sekundy na solární článek. Což znamená zvýšení propustnosti o faktor 1,5. Může také dosáhnout propustnosti až 8 000 waferů za hodinu v inline konfiguraci. „Nicméně je třeba překonat určité technické problémy, dokud tyto technologie nebudou moci vážně zpochybnit převahu FSP v oblasti pokovování solárních článků,“ uvedli vědci.
Jednotka RSP je založená na válcovém sítu na bázi síťoviny s částečně otevřenou emulzní vrstvou. Ta slouží jako tisková forma. Během procesu tisku se válec otáčí a pasta se tiskne přes otevřené oblasti rotujícího síta pomocí polyuretanové (PU) stěrky uvnitř síta. Oplatka je transportovaná tiskovou jednotkou na nosiči s vakuovou fixací.
„Tisková forma je založená na jemné síťovině z nerezové oceli. Síťovina je vylepšená tenkou, galvanicky pokovenou vrstvou niklu, aby se zvýšila stabilita sítě,“ uvedl výzkumný tým. „Ve srovnání s jemnými síty používanými pro FSP síta potřebují rotační síta podstatně silnější tloušťku drátu. To proto, aby se zajistila dostatečná stabilita během procesu tisku.“
Technika RSP
Podle výzkumníků se technika RSP úspěšně povedla na demonstračním stroji při 50 % maximální rychlosti stroje (0,86 s na článek) a 70 % procent rychlosti stroje (0,65 s na článek). „Ve virtuální výrobní lince by tyto doby cyklu odpovídaly hrubému výkonu přibližně 4100 (50% rychlost) a 5500 (70% rychlost) buněk h-1 na jedné dráze,“ zdůraznili.
Prostřednictvím navrhované techniky mohli akademici vyrobit plně metalizovaný bifaciální křemíkový heterojunkční solární článek. Měl účinnost přeměny energie 21,7 %. Což je ve srovnání s účinností 22,1 % referenčního článku postaveného pomocí FSP v současnosti dominující technologie pro průmysl. Metalizace krystalických křemíkových solárních článků má podíl na trhu přes 98 %.
„Použití RSP pro metalizaci přední a/nebo zadní strany odhaluje působivé snížení průměrného rozložení mokré stříbrné pasty o 60–70 % (plně RSP tištěné buňky) a 49 % (RSP zadní strana, FSP přední strana) ve srovnání s referenční proces FSP,“ vysvětlili. „To odpovídá velmi nízké celkové spotřebě stříbra 6-9 mg W pro bifaciální solární články plně nebo částečně metalizované pomocí RSP ve srovnání s 17 mg W.“
Skupina prezentovala svá zjištění ve studii „Rotary Screen Printed Metallization of Heterojunction Solar Cells: Toward High-Throughput Production with Very Low Silver Laydown“, publikované v Energy Technology.
Zdroje: pv-magazine, Top Nosiče
